Wojna w Ukrainie zmusza do refleksji, jak przygotowani jesteśmy do obrony naszego kraju, którego zasoby materialne i ludzkie są ograniczone. Licząc od daty opuszczenia naszego kraju przez wojska rosyjskie minęło niecałe 33 lata, które uśpiły czujność społeczeństwa i klasy politycznej na zagrożenia ze wschodu. Lata wolnej Polski szybko minęły i potrzebna jest pobudka dla Wojska Polskiego, oraz inwestycji w szkolenie obronne społeczeństwa. Znajomość współczesnych środków i metod walki są na chwile obecną ograniczone wśród przyszłych obrońców, co może być dużym zagrożeniem w realizacji polityki obronnej Kraju. Sukcesy Ukrainy w walce z lotnictwem Rosji a konkretnie zestrzelenie 13, Su-35 i Su-34 w lutym 2024 stawia pytanie jak zabezpieczone jest lotnictwo wroga, przed rakietowymi środkami przeciwlotniczymi. Stąd krótka analiza problemów przeciwdziałania radioelektronicznego samolotów przed atakiem rakietowym przeciwnika.
US4700191 RADAR WARNING RECEIVER, Dan Manor, Data patentu: 13.10.1987, Przedstawiony wynalazek dotyczy radarowych odbiorników ostrzegawczych do wykrywania i analizowania sygnałów radarowych. Wynalazek ma szczególne zastosowanie w radarowych odbiornikach ostrzegawczych w wojskowych statkach powietrznych w celu zapewnienia samoobrony statku powietrznego przed zagrożeniami naprowadzanymi radarem, takimi jak rakiety powietrze-powietrze lub ziemia-powietrze. Radarowe odbiorniki ostrzegawcze znajdujące się na wojskowych statkach powietrznych muszą nie tylko wykrywać sygnały radarowe, ale także określać szereg ich parametrów, np. kierunek, częstotliwość, amplitudę, czas przybycia i szerokość impulsu. Parametry te muszą zostać szybko zmierzone, aby statek powietrzny mógł przeciwstawić się zagrożeniu poprzez jego uniknięcie lub uruchomienie różnych elektronicznych środków zaradczych. W tym celu idealny radarowy odbiornik ostrzegawczy musi posiadać szereg cech, w tym: działanie automatyczne; wysoka czułość, pozwalająca wykryć zagrożenia jeszcze z dużej odległości; wysoka niezawodność, zapewniająca wysokie prawdopodobieństwo przechwycenia i niskie prawdopodobieństwo fałszywego alarmu; dobry zasięg, duża szerokość pasma częstotliwości umożliwiająca pokrycie wszystkich zagrożeń, dobry zasięg kątowy zapewniający ochronę statku powietrznego z każdego kierunku oraz duży zakres dynamiczny zapewniający ochronę przed słabymi lub silnymi sygnałami; szybkie działanie, zapewniające gotowość na pojawienie się nowego zagrożenia; dokładność, aby zapewnić dokładną identyfikację i namierzanie kierunku; ochrona przed fałszywymi i innymi sygnałami, aby umożliwić pełną wydajność w przetrzeni sygnałowej; prosta instalacja w różnych samolotach, integracja z innymi systemami i konserwacja; oraz tania konstrukcja podatna na produkcję masową.
Radarowy odbiornik ostrzegawczy do wykrywania i analizowania sygnałów radarowych składa się z wielu głowic RF, z których każda jest dostrojona do z góry określonego pasma częstotliwości i podłączona do anteny pokrywającej wcześniej wybrany sektor odbioru sygnałów radarowych. Każda z głowic zawiera przetwornicę częstotliwości przetwarzającą odebrane sygnały na wspólne pasmo podstawowe częstotliwości i wytwarzającą sygnał wyjściowy w paśmie podstawowym odpowiadającym sygnałowi odbieranemu przez jej antenę. Odbiornik radarowy zawiera także centralną jednostkę odbiorczą odbierającą sygnały z głowic RF, przy czym centralna jednostka odbiorcza zawiera wiele kanałów, po jednym dla każdej głowicy RF, do odbierania i przetwarzania sygnałów z odpowiedniej głowicy oraz środki selektora trybu do selektywnego przełączania centralnej jednostki odbiorczej do działania zgodnie z: (a) trybem pozyskiwania, w którym wiele kanałów jest połączonych w celu pokrycia sąsiadujących podpasm pasma podstawowego; lub (b) tryb analizy, w którym wiele kanałów jest połączonych równolegle w celu pokrycia tego samego podpasma pasma podstawowego.
FIG.1 jest ogólnym schematem blokowym ilustrującym jedną postać radarowego odbiornika ostrzegawczego skonstruowanego zgodnie z niniejszym wynalazkiem; FIG.2 jest schematem blokowym ilustrującym schematycznie każdą z głowic RF w odbiorniku z FIG.1; FIG.3 jest schematem blokowym ilustrującym schematycznie centralną jednostkę odbiorczą w odbiorniku z FIG.1; FIG.4 jest schematem blokowym ilustrującym każdy z czterech kanałów kierunkowych (kanały 1-4) w centralnej jednostce odbiorczej z FIG.3; FIG.5 ilustruje kanał O w centralnej jednostce odbiorczej z FIG.3; FIG. 6 ilustruje przełączany multiplekser w kanale O z FIG.5; FIG.7 ilustruje przełącznik w centralnej jednostce odbiorczej z FIG.3; FIG.8 ilustruje wielokanałowy digitalizator w centralnej jednostce odbiorczej z FIG.3.
Według wynalazku radarowy odbiornik ostrzegawczy do wykrywania i analizowania sygnałów radarowych, składa się z: wielu głowic RF, z których każda jest dostrojona do wcześniej określonego pasma częstotliwości i podłączona do anteny pokrywającej wcześniej wybrany sektor odbioru sygnały radarowego, przy czym każda ze wspomnianych głowic zawiera przetwornicę częstotliwości przetwarzającą odebrane sygnały na wspólne pasmo podstawowe częstotliwości i wytwarzającą sygnał wyjściowy we wspomnianym paśmie podstawowym odpowiadający sygnałowi odbieranemu przez jej antenę; oraz centralną jednostkę odbiorczą odbierającą wspomniane sygnały z głowic RF. Wspomniana centralna jednostka odbiorcza zawiera: wiele kanałów, po jednym dla każdej głowicy RF, do odbierania i przetwarzania sygnałów z odpowiedniej głowicy; oraz środki selektora trybu do selektywnego przełączania wspomnianej centralnej jednostki odbiorczej do działania zgodnie z: (a) tryb akwizycji, w którym wiele kanałów jest połączonych w celu pokrycia sąsiadujących podpasm wspomnianego pasma podstawowego; Lub (b) tryb analizy, w którym wiele kanałów jest połączonych równolegle w celu pokrycia tego samego podzakresu wspomnianego pasma podstawowego.
Radarowy odbiornik ostrzegawczy przedstawiony na FIG.1 zawiera centralną jednostkę odbiorczą 2, najlepiej zainstalowaną w ogólnym obszarze środka statku powietrznego lub jego przedniego przedziału na sprzęt, oraz cztery identyczne głowice RF (częstotliwości radiowej) 11, 12, 13 i 14, każda podłączona do anteny pokrywającej obszar wstępnie wybrany sektor odbioru sygnałów radarowych. W ten sposób cztery anteny pokrywają sektory azymutu 90°, a każda z nich jest zainstalowana na krańcach samolotu, takich jak końcówki skrzydeł, ogon i część dziobowa. Głowice RF 11-14 są wystarczająco małe, aby zmieścić się w tych miejscach, bardzo blisko odpowiednich anten. W skrócie, celem głowic RF jest wzmocnienie sygnału odbieranego przez odpowiednią antenę i wykonanie konwersji częstotliwości wybranego pasma na pierwsze pasmo podstawowe IF (częstotliwość pośrednia) o wartości 2500-5000 MHz. Przekonwertowane sygnały IF przesyłane są do centralnej jednostki odbiorczej 2 za pomocą kabli koncentrycznych. Centralna jednostka odbiorcza 2 określa pasmo wybierane przez głowice RF z całkowitego pasma, które zazwyczaj wynosi 700-17000 MHz (0,7-17 GHz). Tak dużą szerokość pasma można rozszerzyć tak, aby obejmowała częstotliwości fal milimetrowych. Centralna jednostka odbiorcza 2 przetwarza informacje otrzymane z głowic RF 11-14 i generuje dane wyjściowe do systemów wyświetlania, sterowania lub ECM (elektronicznego przeciwdziałania) w samolocie.
Konstrukcję każdej głowicy RF 11-14 pokazano na FIG.2. Posiada złącze wejściowe 15 do odbioru sygnału RF z odpowiedniej anteny lub z konwertera fal milimetrowych. Każda głowica RF zawiera ponadto triplekser 16, który dzieli jej pasmo na trzy podpasma. Sygnały są wzmacniane przez wybrany jeden z dwóch wzmacniaczy niskoszumowych 17, 18; dwa wyjścia tripleksera są selektywnie podawane za pomocą przełącznika SW1 do wzmacniacza 17, a trzecie wyjście jest podawane bezpośrednio do wzmacniacza 18. Powyższe wyjścia są selektywnie podawane za pomocą przełącznika SW2 do miksera 20, który wytwarza sygnał wyjściowy do wzmacniacza 22 poprzez izolator 24, przełącznik SW3 i filtr 26. Filtr 26 jest podłączony bezpośrednio do wzmacniacza 18 za pomocą przełącznika SW3 i sprzęgacza kierunkowego 28. Trzy podpasma tripleksera 16 są mieszane z wybraną jedną z czterech częstotliwości z lokalnego oscylatora 30 w celu wybrania żądanego podzakresu i przekształcenia go na wspólne pasmo podstawowe. Lokalny oscylator 30 może wysyłać cztery częstotliwości do miksera 20, zgodnie z wyborem przełącznika SW4. Można zatem zauważyć, że przy prawidłowym działaniu przełączników SW1, SW2 i SW4 możliwe jest wybranie dowolnego z siedmiu podzakresów i przekształcenie ich za pomocą czterech częstotliwości lokalnego oscylatora na wspólne pasmo podstawowe IF.
Przekształcony sygnał jest filtrowany przez filtr 26 mający pasmo przenoszenia 2,5-5,0 GHz, wzmacniany przez wzmacniacz 22 i przesyłany kablem koncentrycznym (posiadającym izolator 32 zapobiegający odbiciom) do centralnej jednostki odbiorczej 2 z FIG.1. Można zatem zauważyć, że jednostka 2 odbiera cztery takie sygnały wyjściowe IF, po jednym z każdej z czterech głowic RF 11,12,13 i 14, oraz że wszystkie częstotliwości tych sygnałów wyjściowych zostały przekonwertowane na wspólne pasmo podstawowe 2500-5000 MHz (2,5-5,0 GHz).
Centralna jednostka odbiorcza 2 określa podpasmo do działania i dostarcza tę informację do obwodu sterującego 34 w każdej głowicy RF 11-14. Obwód sterujący 34, między innymi, steruje przełącznikami SW1-SW4 w każdej głowicy RF zgodnie z wybranym podpasmem do działania. Całkowity czas przełączania wyniósłby około 0,1μs. Każdy zespół głowicy RF może być zrealizowany w postaci pojedynczego zespołu anteny mikropaskowej, a jego lokalny oscylator 30 może mieć postać oddzielnych dielektrycznych oscylatorów rezonujących lub banków filtrów przełączanych z generatorem grzebieniowym, aby uzyskać małe rozmiary i niski koszt.
Centralna jednostka odbiorcza 2, która jest przedstawiona na FIG. 3, zawiera dzielnik mocy 41-44, a także oddzielny kanał 51-54 dla każdej z czterech głowic RF 11, 12, 13, 14 (FIG.1). Centralna jednostka odbiorcza 2 zawiera dodatkowy kanał 55, zwany kanałem O, do odbierania i przetwarzania sygnałów ze wszystkich czterech głowic RF. Sygnał z każdej głowicy RF jest dzielony przez odpowiedni dzielnik mocy 41-44 na pierwszą część, która jest doprowadzana do odpowiedniego kanału 51-54 jako sygnał kierunkowy (IDF), i drugą część, która jest doprowadzana do przełącznika-kombinatora sieć 46. Ta ostatnia sieć łączy cztery sygnały kierunkowe z czterech głowic RF i wytwarza połączony sygnał wielokierunkowy, który jest rozdzielany i doprowadzany do każdego z czterech kanałów głównych 51-54, a także do kanału 0-Channel -55. Sygnały z pięciu kanałów 51-55 są przetwarzane w każdym kanale, a następnie podawane do wielokanałowego digitalizatora 56, gdzie są równolegle przetwarzane na postać cyfrową, przetwarzane, a odpowiednie parametry wysyłane w postaci cyfrowej do cyfrowego preprocesora 58, a następnie do głównego komputera odbiornika ostrzeżeń radarowych 60. Procesor wstępny 58 dokonuje szybkiego sortowania odebranych sygnałów w oparciu o ich zmierzone parametry, aby kontrolować przepływ danych do komputera i zapobiegać jego przeciążeniu. Komputer 60 analizuje sygnały i wykonuje operacje sortowania, korelacji, uśredniania i identyfikacji, a także wysyła przetworzone dane do systemów wyświetlania i sterowania w samolocie. Główny komputer 60 radarowego odbiornika ostrzegawczego wysyła również sygnały sterujące do sterownika odbiornika 62, który steruje ogólnym działaniem radarowego odbiornika ostrzegawczego, w tym wyborem podpasm dla głowic RF oraz sterowaniem zespołem lokalnego oscylatora 64 centralnej jednostki odbiorczej 2.
FIG. 4 ilustruje strukturę każdego z kanałów głównych 51-54, które odbierają sygnały kierunkowe (IDF) z odpowiednich głowic RF11-14 za pośrednictwem odpowiednich dzielników mocy 41-44, a także odbierają sygnał wielokierunkowy z przełącznika/ sumator 46. FIG.4 przedstawia także zespół 64 lokalnego oscylatora centralnej jednostki odbiorczej 2, który jest połączony z kanałami głównymi za pomocą przełącznika wyboru trybu wskazywanego przez przełączniki MS1, MS2. Te ostatnie przełączniki, jak opisano poniżej, wybierają tryb działania akwizycji lub tryb analizy centralnej jednostki odbiorczej. FIG.4 ilustruje konstrukcję tylko głównego kanału 51 dla głowicy RF 11, przy czym należy zauważyć, że trzy pozostałe główne kanały 52-54 dla głowic RF12-14 mają identyczną konstrukcję. Jednakże kanał 0-channel 55 ma inną konstrukcję i dlatego jest pokazany oddzielnie na FIG. 5.
Każdy z czterech kanałów głównych 51-54 zawiera, oprócz przełączników wyboru trybu MS1 i MS2, mikser 66, który przetwarza wybrane pasmo 500 MHz sygnału IF z odpowiedniej głowicy RF na drugi sygnał IF pasma szerokość 500-1000 MHz (0,5-1,0 GHz). W tym celu każdy z kanałów głównych zawiera triplekser 68 i przełącznik SW5 do wyboru jednego z trzech pasm 2,5-3,5 GHz, 3,5-4 GHz i 4-5 GHz. Zespół lokalnego oscylatora 64 w centralnej jednostce odbiorczej 2 (FIG. 3) wysyła na wyjściu trzy częstotliwości lokalnego oscylatora: 3,5 GHz, 4,0 GHz i 4,5 GHz, które to częstotliwości są wybierane za pomocą kolejnego przełącznika SW6 i wprowadzane do dzielnika mocy 70 w celu zastosowania do mikser 66 za pomocą przełącznika wyboru trybu MS1. Zatem widać, że żądane pasmo można wybrać przy użyciu jedynie trzech częstotliwości lokalnego oscylatora zespołu 64 oscylatora.
Sygnał IF wyprowadzany z miksera 66 przechodzi przez filtr 72 o szerokości pasma 0,5-1,0 GHz, a następnie jest wprowadzany do logarytmicznego wzmacniacza IF 74, który przeprowadza detekcję i wysyła sygnał wideo o zakresie dynamiki 60 dB. Kanał O-Channel 55 przedstawiono na FIG. 5, który zawiera także mikser 76 i triplekser 78 posiadające te same trzy pasma częstotliwości co triplekser 68 w każdym z kanałów głównych 51-54, których pasma częstotliwości wybierane są za pomocą przełącznika SW7. Jednakże, w odróżnieniu od kanałów głównych 51-54, triplekser 78 kanału 0-Channel 55 ma tylko jedno wejście, mianowicie wejście sygnału zespolonego z przełącznika/ kombinatora 46 (FIG. 3). Mikser 76 w kanale 0-Channel 55 również odbiera wybraną częstotliwość zespołu lokalnego oscylatora 64 (FIG. 4) podczas pracy w trybie analizy.
Kanał 0-Channel 55 przedstawiono na FIG. 5 zawiera także mikser 76 i triplekser 78 posiadające te same trzy pasma częstotliwości co triplekser 68 w każdym z kanałów głównych 51-54, których pasma częstotliwości wybierane są za pomocą przełącznika SW7. Jednakże, w odróżnieniu od kanałów głównych 51-54, triplekser 78 kanału 0-Channel 55 ma tylko jedno wejście, mianowicie wejście wielokierunkowego sygnału z przełącznika/kombinatora 46 (RYS. 3). Mikser 76 w kanale 0-Channel 55 również odbiera wybraną częstotliwość zespołu lokalnego oscylatora 64 (FIG. 4) podczas pracy w trybie analizy. Tryb pracy akwizycji jest wybierany za pomocą przełącznika trybu pozycjonowania MS1 w celu wybrania trybu akwizycji i przełącznika trybu pozycjonowania MS2 w celu wybrania sygnału wejściowego wielokierunkowego we wszystkich czterech kanałach głównych 51-54, a także w kanale 0-Channel 55. W ten sposób każdy z kanałów pokrywa inne podpasmo 500 MHz, a razem pokrywają w sposób ciągły całe 2,5GHz wybranego podzakresu RF, pod warunkiem, że przełączniki SW5/7 wybierają pasma odpowiadające dostarczanym częstotliwościom LO do mikserów 66/76.
W trybie analizy przełącznik wyboru trybu MS2 łączy wejście kierunkowe (IDF) z każdym kanałem z wyjątkiem kanału 0-Channel, który ma tylko wejście omni, a przełącznik wyboru trybu MS1 łączy wszystkie kanały ze wspólnym sygnałem pochodzącym z lokalnego oscylatora z dzielnika mocy 70 i częstotliwości wybranej przez SW6. Przełączniki SW5 i SW7 kanałów głównych 51-55 wybierają żądane podpasmo 500 MHz wybranego pasma RF, którego sygnały mają być odbierane w celu pomiaru i analizy parametrów.
Można zatem zobaczyć, że w trybie akwizycji, zgodnie z wyborem przełączników wyboru trybu MS1, MS2, cztery kanały główne 51-54, a także kanał 0-Channel 55, są podłączone w celu odbioru sygnału wielokierunkowego. Daje to silny wzór dookólny w szerokim paśmie częstotliwości z kanałami obejmującymi różne sąsiadujące podpasma. Podczas trybu analizy cztery główne kanały 51-54 są połączone równolegle w celu odbioru sygnałów kierunkowych (IDF) ze wszystkich głowic RF, przy czym każdy kanał obejmuje to samo podzakres 500 MHz, a kanał 0-Channel pozostaje podłączony do odbioru sygnału wielokierunkowego tego samego podzakresu.
Cyfrowy preprocesor 58 w centralnej jednostce odbiorczej przedstawiony na FIG.3 działa jak programowalny filtr wielokanałowy, który ogranicza ilość przepływu danych do głównego komputera 60. Parametry odebranego sygnału są podstawą do podjecia decyzji w czasie rzeczywistym o rozpczeciu jego analizy przez komputer 60. W trybie akwizycji głównymi parametrami determinującymi będą parametry częstotliwości i amplitudy; podczas gdy w trybie analizy głównymi parametrami determinującymi będą kierunek nadejścia i częstotliwość odebranego sygnału. Sterownik odbiornika 62 w centralnej jednostce odbiorczej pokazanej na FIG. 3 jest podsystemem cyfrowym realizującym zadania sterujące, które ustawiają odbiornik w różne tryby pracy. Ten kontroler wysyła sygnały do różnych linii sterujących, które zarządzają centralną jednostką odbiorczą i szybkimi przełącznikami głowic RF.
Typowe funkcje kontrolera głównego komputera 60, obejmują: (a) przetwarzanie odebranych sygnałów poprzez sortowanie ich na spójne ciągi impulsów; b) redukcja danych dotyczących ciągów impulsów, np. uśrednianie parametrów i obliczenia wariancji lub wzorców; c) klasyfikacja ciągów impulsów jako należących do określonego typu emitera przy użyciu statycznych tablic parametrów radaru; d) identyfikacja ciągów impulsów poprzez korelację z wcześniej odebranymi sygnałami tego samego emitera; (e) decyzje dotyczące zagrożenia/braku zagrożenia w oparciu o pozytywną identyfikację; (f) wykonanie priorytetowego skanowania dziedziny częstotliwości i kierunku w poszukiwaniu nowych emiterów poprzez zaprogramowanie sterownika; g) ostrzeżenie o zagrożeniu i wskazanie pilotowi; h) wykaz parametrów zagrożenia elektronicznego sprzętu przeciwdziałającego w celu zapewnienia skutecznego działania środków zaradczych; (i) wbudowane autotestowanie zapewniające prawidłowe działanie wszystkich części systemu.
Centralna jednostka odbiorcza zawiera ponadto środki analizujące obejmujące środki wyznaczające kierunek, skuteczne w trybie analizy, do analizowania wspomnianych sygnałów kierunkowych w kanałach głównych w celu określenia kierunku wykrytego sygnału radarowego, oraz środki określające częstotliwość skuteczne w trybie analizy do analizy wspomniany wielokierunkowego sygnał w kanale 0-Channel w celu określenia częstotliwości wykrytego sygnału radarowego.
RU2601241 СПОСОБ АКТИВНОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, „Научнопроизводственная корпорация „Иркут” , Школин Владимир Петрович (RU), Опубликовано: 27.10.2016.
Przedmiotem patentu jest proponowana metoda aktywnej ochrony statku powietrznego, która obejmuje następujące etapy, podczas których, (1) wykrywane i identyfikowane są zagrożenia ze strony atakujących rakiet kierowanych, (2) identyfikowane są niebezpieczne cele towarzyszące na podstawie wykrytych i atakujących rakiet kierowanych, (3) następuje wystrzelenie amunicji, a przed wystrzeleniem amunicji dodatkowo realizowany jest wybór priorytetowego atakującego pocisku kierowanego do zniszczenia, (4) następuje wydanie polecenia do automatycznego systemu sterowania statku powietrznego w celu obliczenia optymalnego manewru, oraz jego wykonanie w trybie automatycznym, tzn. w celu określenia obszaru ataku przez pocisk kierowany, (5) wyznaczenie momentu rozpoczęcia strzelania amunicją obronną w postaci pirotechnicznych wabików.
W szczególnym przypadku realizacji zastrzeganego wynalazku manewr statku powietrznego realizowany jest przy wspólnym naprowadzaniu luf mobilnej wyrzutni amunicji obronnej na cel priorytetowy.
Niniejszy wynalazek ilustrują następujące rysunki: Figa. 1 – schemat blokowy układu ochrony czynnej; Figa. 2 – schemat rozmieszczenia systemu aktywnej ochrony na statku powietrznym; Figa. 3 – schemat blokowy sekwencji działań przy wdrażaniu metody aktywnej ochrony; Figa. 4 – schemat wyników komputerowego modelowania trajektorii samolotu i rakiety ziemia-powietrze; Figa. 5 – schemat wyników komputerowego modelowania parametrów ruchu rakiety ziemia-powietrze; Figa. 6 – schemat wyników modelowania komputerowego aktualnych współrzędnych rakiety w skojarzonym układzie współrzędnych celu; Figa. 7 – schemat wyników symulacji komputerowej fazy wystrzału pocisku flary; Na rysunkach pozycje oznaczają następujące podsystemy i urządzenia proponowanego systemu aktywnej ochrony statku powietrznego.
Opisana metoda ta jest realizowana przy wykorzystaniu systemu aktywnej ochrony statku powietrznego zawierającego podsystem wykrywania i wyznaczania współrzędnych atakujących rakiet, oraz podsystem wykonawczy, przy czym system dodatkowo zawiera podsystem analizująco-sterujący i podsystem pokładowy, natomiast podsystem wykrywania i wyznaczanie współrzędnych atakujących rakiet zawiera czujniki (1) wykrywające promieniowanie ultrafioletowe oraz ustalające moment czasu i współrzędne wystrzelenia rakiet kierowanych, czujniki (2) wykrywające promieniowanie podczerwone i wyznaczające współrzędne atakujących rakiet kierowanych, czujniki (3) wykrywające promieniowanie laserowe, radarowe, (4) wykrywający atakujące rakiety oraz stację rozpoznania radiowego, (5) podsystem analizująco-sterujący zawiera urządzenie sterujące (6) elektronicznym kompleksem przeciwdziałania elektronicznego i urządzenie sterujące (7) systemem aktywnej ochrony, oraz podsystem wykonawczy, który zawiera stację laserową (8) do tłumienia optyczno-elektronicznego, stację (9) aktywnych zakłóceń radiowych i urządzenie (10) do wyrzucania fałszywych celów, wyrzutnie (11) amunicji ochronnej przy czym pokładowy podsystem zawiera pokładową stację radarową (12), podsystem (13) automatycznego sterowania statkiem powietrznym, oraz zespół (14) sprzętu nawigacyjnego, sterowania statkiem powietrznym i środków wyświetlających,
Czujniki do wykrywania promieniowania ultrafioletowego (1) i podczerwonego (2), czujniki (3) do wykrywania promieniowania laserowego oraz radar (4) do wykrywania atakujących rakiet są przeznaczone do zobrazowania dookólnego widoku przestrzeni wokół statku powietrznego i zapewniają wykrywanie i określanie współrzędnych kątowych atakującego pocisku kierowanego oraz jego zasięgu i prędkości zbliżania się do niego. Informacje odbierane przez urządzenia (1)-(4) przekazywane są do urządzenia sterującego (7) systemu ochrony czynnej, które zapewnia: – ranking wykrytych zagrożeń i wybór celu priorytetowego; – wymiana informacji z urządzeniem sterującym zagłuszaniem elektronicznym (комплексами радиоэлектронного подавления – КРЭП), które obejmuje tłumienie radiowe, optyczno-elektroniczne i hydroakustyczne, poprzez tworzenie zakłóceń aktywnych i pasywnych, stosowanie wabików i innych metod oraz systemem automatycznego sterowania lotem; – wyznaczanie parametrów trajektorii naprowadzania rakiety; – określenie parametrów manewrowych samolotu niezbędnych do wystrzelenia rakiety kierowanej w rejon działania wyrzutni (3.4) z amunicją obronną; – określenie momentu rozpoczęcia strzelania amunicją ochronną w celu aktywnego oddziaływania na kierowany pocisk rakietowy; – wydawanie poleceń do podsystemu (13) automatycznego sterowania statkiem powietrznym; – wydawanie poleceń wyrzutni (11) amunicji ochronnej.
Wyrzutnia amunicji obronnej (11) to podsystem (np. urządzenia do wyrzucania wabików) z lufami N (prowadnicami) ładowanymi amunicją ochronną. Wyrzutnia (11) amunicji ochronnej może być stacjonarna lub posiadać możliwość nakierowania luf w azymucie i/lub wzniesieniu. Kierunek luf wyrzutni stałej jest ustawiony w taki sposób, że przy odpaleniu amunicji defensywnej tworzą się strefy zniszczenia, zorientowane w najbardziej prawdopodobnym kierunku podejścia rakiety (w tylnej dolnej lub tylnej górnej półkuli).
Położenie wyrzutni na samolocie oraz kierunek luf, a także prawdopodobne kierunki podejścia rakiety ustalane są podczas projektowania samolotu poprzez modelowanie matematyczne i testy. Amunicja obronna może być konstrukcyjnie realizowana w postaci strzałów jednolitych, strzałów bezłuskowych lub rakiet niekierowanych, zawierających ładunek miotający, głowicę odłamkowo-burzącą i zapalnik z opóźnieniem czasowym T. W przypadku wykrycia atakującego pocisku kierowanego wspólnie działające urządzenie sterujące (6) kompleksu przeciwdziałania elektronicznego i urządzenie sterujące (7) systemu aktywnej ochrony wydają polecenia do podsystemu (13) automatycznego sterowania statkiem powietrznym w celu wykonania manewr w trybie automatycznym lub ręcznym z względnymi parametrami ruchu samolotu i rakiet, zapewniającymi wycelowanie luf stałej wyrzutni w rakietę. W wariancie umieszczenia wyrzutni w dolnym ogonie samolotu z lufami skierowanymi do tylnej półkuli, zadaniem manewru jest odwrócenie samolotu od rakiety (kursem w dół) wraz ze wzrostem kąta kursu linii wzroku do 180°. Metoda aktywnej ochrony statku powietrznego obejmuje wykonanie następujących operacji (patrz Figa. 3).
1. Wykrywanie, identyfikacja i śledzenie rakiet kierowanych.
Informacje z czujników do wykrywania promieniowania ultrafioletowego (1) i podczerwonego (2), czujników (3) do wykrywania promieniowania laserowego, radaru (4) do wykrywania atakujących rakiet, które badają przestrzeń wokół samolotu, trafiają do urządzenia sterującego (7) aktywnego systemu ochrony i urządzenia (6) elektronicznego kompleksu zakłócającego i jest analizowany. Urządzenie sterujące (7) systemu ochrony czynnej i urządzenie (6) elektronicznego zespołu przeciwdziałanioa można zrealizować np. w oparciu o sprzęt i oprogramowanie urządzeń sterujących pokładowych typu President-S. W wyniku analizy następuje identyfikacja wykrytych obiektów (rakiet kierowanych) na podstawie bazy danych zapisanej w urządzeniu sterującym (7) systemu aktywnej ochrony i ich śledzenie; wyznaczane są współrzędne kątowe, zasięg i prędkość zbliżania się rakiety kierowanej.
2. Identyfikacja obiektów niebezpiecznych (rakiety kierowane) i ich klasyfikacja. Urządzenie sterujące systemem aktywnej ochrony (7) identyfikuje rakiety kierowane zbliżające się do statku powietrznego i wybiera rakietę kierowaną priorytetowo. Priorytetowo wybierany jest pocisk o minimalnym przewidywanym czasie trafienia.
3. Wydawanie poleceń do systemu automatycznego sterowania statkiem powietrznym. Urządzenie sterujące (7) systemu ochrony czynnej wydaje do podsystemu automatycznego sterowania (13) statku powietrznego polecenie o zagrożeniu i aktualnych parametrach trajektorii lotu rakiety kierowanej, przy czym polecenie to ma pierwszeństwo. W celu wykonania manewru podsystem automatycznego sterowania statkiem powietrznym (13) przechodzi w tryb realizacji zadań sterowania statkiem powietrznym.
4. Wykonanie manewru statku powietrznego lub wykonanie manewru statku powietrznego przy wspólnym prowadzeniu luf wyrzutni mobilnej. Podsystem (13) automatycznego sterowania statkiem powietrznym podczas wymiany informacji z urządzeniem sterującym (7) systemem aktywnej ochrony i urządzeniem sterującym (6) elektronicznego kompleksu tłumiącego automatycznie wykonuje manewr według ustalonego algorytmu, którego zadaniem jest zorientowanie statku powietrznego, zapewnione poprzez manewrowanie, w taki sposób, aby zapewnić wejście atakującego pocisku kierowanego w obszar działania wyrzutni z amunicją ochronną. Trajektoria manewru samolotu ustalana jest w zależności od umiejscowienia wyrzutni i kierunku dotkniętego obszaru: W wariancie umieszczenia wyrzutni w tylnej części kadłuba jej strefa zniszczenia skierowana jest na tylną i dolną półkulę: samolot ustawiany jest na kurs podobny do atakującego rakiety kierowanej.
5. Wyznaczanie momentów strzelania amunicją obronną. Gdy atakujący pocisk wejdzie w obszar działania wyrzutni z amunicją ochronną, urządzenie sterujące (7) systemu aktywnej ochrony określa moment, w którym amunicja obronna zaczyna wyrzucać wabiki, na podstawie informacji otrzymanych z urządzeń (1)-( 4) o prędkości zbliżania się i zasięgu rakiety kierowanej. Moment wystrzału obliczany jest w urządzeniu sterującym (7) systemu aktywnej ochrony od warunku zniszczenia atakującego pocisku kierowanego w bezpiecznej odległości od statku powietrznego. Urządzenie sterujące (7) systemu ochrony czynnej określa także program strzelania amunicją ochronną (salwa, seria strzałów pojedynczych lub par, seria w odstępach itp.) oraz opóźnienie czasowe detonacji amunicji ochronnej (jeśli konstrukcyjnie przewidują taką możliwość).
6. Wydawanie poleceń wyrzutni i strzelanie amunicją obronną. Gdy atakujący pocisk kierowany znajdzie się w dotkniętym obszarze wyrzutni i osiągnie krytyczne podejście do statku powietrznego, urządzenie sterujące systemem aktywnej ochrony (7) wydaje wyrzutni polecenie wystrzelenia amunicji ochronnej zgodnie z programem strzelania określonym w operacja 5 (wyznaczanie momentów strzelania amunicją obronną) . Amunicja ochronna jest detonowana z opóźnieniem czasowym ustawionym na zapalnikach przed lub w trakcie działania systemu ochrony czynnej i tworzy nakładające się strefy zniszczenia, które zapewniają eliminację atakującego kierowanego pocisku rakietowego w momencie podejścia do samolotu.
Po cyklu operacji 1-6 zaproponowany system aktywnej ochrony jest gotowy do przeciwstawienia się kolejnemu zagrożeniu (rakietowi kierowanemu) znajdującemu się na liście rankingowej. Jeżeli lista zagrożeń jest pusta, system aktywnej ochrony przechodzi w tryb wyszukiwania, a podsystem automatycznego sterowania statkiem powietrznym (13) powraca do trybu pracy, który poprzedzał otrzymanie polecenia zagrożenia w działaniu 3.
WNIOSKI
W dziedzinie lotnictwa i wojskowych systemów obronnych, radarowe odbiorniki ostrzegawcze (RWR- Radar Warning Receiver) zajmują niezastąpioną pozycję. Te wyrafinowane urządzenia elektroniczne zostały celowo zaprojektowane, aby ostrzegać pilotów lub operatorów w sytuacjach, gdy ich samoloty są śledzone lub namierzane przez wrogie systemy radarowe. RWR, to zaawansowane technologicznie urządzenie elektroniczne stosowane głównie w samolotach wojskowych w celu wykrywania emisji radiowych z systemów radarowych. Sytemy RWR działają jako pasywne systemy wykrywania, które „nasłuchuje” lub „skanuje” sygnały radarowe, zamiast emitować własne sygnały. W sytuacjach, w których wykryte zostaną sygnały radarowe wroga, RWR wkracza do akcji, natychmiast ostrzegając pilota lub operatora. Umożliwia to operatorowi przyjęcie odpowiednich strategii obronnych, które mogą obejmować inicjowanie manewrów unikowych lub wdrażanie środków zaradczych, takich jak paski dipoly i flary. Działając w oparciu o podstawową zasadę elektronicznych środków wsparcia (ESM- Electronic Support Measures), które obejmują przechwytywanie i szczegółową analizę wypromieniowanej energii elektromagnetycznej do zastosowań obronnych, podstawową funkcją RWR jest dokładne skanowanie i ocena widma elektromagnetycznego w pobliżu statku powietrznego, stale wypatrując sygnałów radarowych. Po pomyślnym wykryciu sygnału radarowego RWR podejmuje się zadania analizy skomplikowanych parametrów sygnału, takich jak jego częstotliwość nośna, częstotliwość powtarzania impulsów (PRF) i szerokość impulsu. Poprzez ciągłe skanowanie w poszukiwaniu sygnałów radarowych wroga, RWR wyposaża pilotów i operatorów w zdolność szybkiego i odpowiedniego reagowania na potencjalne niebezpieczeństwo, zwiększając w ten sposób przeżywalność samolotu i zwiększając prawdopodobieństwo powodzenia misji. Skomplikowana charakterystyka tych parametrów pomaga w dokładnej identyfikacji typu radaru, pomagając w ten sposób przewidzieć potencjalny poziom zagrożenia, z jakim może spotkać się statek powietrzny. RWR są zazwyczaj zintegrowane z szerszym zestawem środków walki elektronicznej, który może obejmować sprzęt zakłócający radary i systemy dozowania środków zaradczych.
Radar Warning Receiver – RWR
Su-27, Su-33, Mig-29, J-11A & Su-25: RWR Tutorial